¿Desea construir un sistema solar fotovoltaico eficiente pero no se siente seguro en cómo establecer su orientación y grado de inclinación óptimo?
No se preocupe, aquí encontrará toda la información necesaria para establecer, según la ubicación y estación del año en la que tenga mayor necesidad de energía, paso a paso, cómo conocer la inclinación correcta para los paneles (ángulo de inclinación) así como su orientación óptima (ángulo acimutal).
Así pues, gracias a nuestro mapa de latitudes del país junto con una fácil y práctica formula matemática, no le costará aprender a calcular la inclinación correcta en su ciudad, sea invierno o verano. Además, lo conseguirá de manera eficiente y eficaz, dado que es gratuito y no perderá tiempo.
¿Cuál es la dirección en la que deben orientarse los paneles?
Es totalmente necesario escoger el lado del tejado en el que se instalarán los paneles solares durante el diseño de la instalación fotovoltaica. Para ello, es imprescindible conocer en que parte de dicho tejado hay mayor radiación solar durante el día para elaborar y conseguir la mayor energía posible.
Al ser los paneles fotovoltaicos más efectivos con los rayos del sol de manera perpendicular a la superficie, será el NORTE la orientación más propicia. Si tenemos problemas como el sombreado (por, por ejemplo, un árbol muy alto) o es imposible la dirección norte, podrá cambiar ligeramente la orientación de los paneles hasta un máximo de 45º (noreste y noroeste). No obstante, la producción anual solo sufrirá una reducción muy limitada (1-3%) dado que la radiación solar que recibirán los paneles es prácticamente la misma.
A pesar de ello, si dichos paneles se giran en un ángulo superior de 45º hacia el norte, la producción disminuirá en mayor medida. Así pues, si lo orientamos directamente al este y al oeste se podría llegar al 30% de caída de la producción. Esto es, porque los paneles se verían afectados por una luz solar no perpendicular y muy débil durante el trascurso del día y, aun produciendo energia fotovoltaica, será en menor producción que los paneles directamente orientados hacia el norte.
¿Cuántos grados hay que inclinar los paneles para la obtención de la máxima producción de energía?
Ahora que sabe que la mejor orientación es hacia el norte, debe encontrar la inclinación óptima.
Primeramente, se deben satisfacer dos necesidades básicas al elegir dicha inclinación para los paneles fotovoltaicos: la necesidad de un resultado duradero y estéticamente agradable junto con la clara necesidad de producción de energía.
Por ello, debe atender a que está condicionado a la propia inclinación y pendiente del tejado de la casa para encontrar el compromiso de las dos necesidades anteriormente descritas. En consecuencia, conocer el ángulo óptimo de producción le permitirá escoger la mejor opción para la instalación. Además, esta guía será del todo útil durante el diseño de la estructura dado que le proporcionará la inclinación óptima de la estructura respecto al plano horizontal según sus diversos deseos: una estructura para un toldo con paneles fotovoltaicos, un sistema fotovoltaico construido en el suelo o una plaza de estacionamiento cubierto totalmente innovadora con una serie de paneles conectados en paralelo o en serie.
Para que nuestros paneles fotovoltaicos cuenten con la mejor y más óptima inclinación deberemos atender a dos factores esenciales como comentábamos anteriormente:
1. La época del año en la cuál se necesita mayor energía.
2. El lugar geográfico o latitud en la cual se querrá instalar el/los panel/paneles.
¿Afecta la latitud a la inclinación?
Como se indicaba anteriormente, al inclinarse en mayor medida un panel fotovoltaico de manera perpendicular a los rayos solares, mayor electricidad se producirá.
Al querer alcanzar la máxima producción, debe atender a la energía que se produce cuando al sol alcanza su máxima altura en el horizonte, es decir, al mediodía. Por ello, se debe conocer la altura máxima y mínima del Sol al mediodía durante todo el año para así saber cuántos grados de inclinación deberán tener los paneles. Así pues, será útil el análisis de dos días concretos.
Como es conocido, hay un día al año con el que contamos con mayores horas de luz y otro en el que por todo lo contrario, contamos con menos horas de luz. Esto es, el solsticio de verano y el solsticio de invierno respectivamente.
En el solsticio de verano, al contar con mayores horas de luz, el Sol alcanza su máxima altura anual al mediodía, esto corresponde con el 20 o 21 de diciembre. Por el contrario, en el solsticio de invierno (21 o de junio) encontraremos menores horas de luz, estando el Sol en el mediodía en su mínima altura anual. Asimismo, debe atender que según en el lugar geográfico donde se encuentre, la altura del Sol variará en su máximo y mínimo nivel al mediodía. La latitud de nuestro país oscila entre unos 10º al sur y un poco más de 76º al oeste. Es importante conocer la altura solar nos interesa los solsticios de verano e invierno para saber en que latitud se debe instalar el sistema fotovoltaico. Como ejemplo, si estuviésemos en Lima, la latitud será de unos 12º.
Altura máxima del Sol al mediodía: cálculo
Deberemos restar 23º (ángulo de inclinación aproximado de la Tierra) a la latitud que se haya determinado anteriormente. Con ello, la última operación matemática resultará de 90.
Así pues, será al mediodía cuando los paneles se encontrarán correctamente y perpendicularmente a los rayos solares. Por otra parte, se debe calcular la altura solar a mediodía durante el solsticio de invierno. Para ello, se debe sumar los 23º anteriormente citados en lugar de restarlos. Entonces, la operación matemática para Lima sería 90-(12+23) = 55º. En consecuencia, para obtener el mayor rendimiento posible durante el solsticio de invierno y que a mediodía los paneles fotovoltaicos se encuentren perfectamente perpendiculares a los rayos solares, en la ciudad limeña, dichos paneles deberán estar orientados hacia el norte e inclinados en un ángulo de 55º (90-27).
De los cálculos obtenidos podrá extraer que una gran inclinación de los paneles respecto al suelo resultará una mayor producción energética durante el período de invierno. En contraposición, una ligera inclinación de los paneles traerá una mayor producción energética en verano.
¿Qué inclinación se debe escoger para el sistema en Lima?
Para continuar con el ejemplo: si nos encontramos en Lima y solamente necesitamos la energía en invierno, lo ideal será elegir una inclinación entre 51,5º y 63º (como 57º). No obstante, si solo necesita la energía en verano, lo ideal será una inclinación de entre 17º y 28,5º (como 23º). Otra posibilidad sería tener mayor necesidad durante el periodo invernal, donde, lo ideal, será una inclinación de entre 40º y 63º (como 51,5º). En cambio, si necesita mayor energía durante el verano, lo ideal será contar con una inclinación entre 17º y 40º (como 28,5º). Otro supuesto puede ser que las necesidades en la citada ciudad sean constantes durante todos los meses del año. Para ello, lo ideal, será contar por una solución media (siempre con orientación norte) como podrían ser los 40º.